Keménységmérés. Keménység fogalma és mérési eljárásainak csoportosítása Keménység fogalma alatt az anyag ellenállását értjük a beléje hatolni igyekvő nálánál keményebb testtel (szúrószerszám) szemben. A keménységmérési eljárásokat két féle képpen csoportosíthatjuk. A terhelőerő iőbeni változása alapján megkülönböztetünk statikus és inamikus keménységmérési eljárásokat. Statikus keménységméréseknél a behatoló testet lassan növekvő erővel nyomjuk a vizsgálanó anyagba és ezt követően a terhelést állanó értéken tartjuk. inamikus keménységméréseknél a behatoló test rövi iő alatt nyomóik a vizsgálanó anyagba... ábra A terhelőerő változása az iő függvényében statikus és inamikus keménységméréseknél. Statikus keménységmérési eljárások: Brinell keménységmérés Vickers keménységmérés Rockwell keménységmérés Knoop keménységmérés. inamikus keménységmérési eljárások: Poli keménységmérés Leeb eljárás Shore keménységmérés A keménység értékének meghatározása alapján megkülönböztetünk közvetlen (irekt) és közvetett (inirekt) keménységmérési eljárásokat. Közvetlen keménységmérési vizsgálatoknál a keménység értékét a behatoló test által létrehozott lenyomat méreteiből határozzuk meg. Ilyen méret lehet pélául a benyomóás mértéke. Közvetett keménységmérési vizsgálatok esetében a keménység értékét az anyag valamilyen tulajonságából következtettük. Legtöbb esetben ez a tulajonság az anyag rugalmassága szokott lenni.. Közvetlen (irekt) keménységmérési eljárások: Brinell keménységmérés Vickers keménységmérés Rockwell keménységmérés Knoop keménységmérés Poli keménységmérés. Közvetett (inirekt) keménységmérési eljárások: Leeb eljárás Ultrahangos keménységmérés Örvény áramos keménységmérés Készítette: Kecskés Bertalan kecskes.bertalan@gmail.com 0
Keménységmérés. Brinell keménység mérés Brinell keménységmérés esetén a szúrószerszám egy polírozott keményfém golyó, illetve régi szabvány alapján üvegkeményre (minimum 850HV keménységű) ezett acél golyó. A szúrószerszám átmérőjét szabványos sorozatból lehet kiválasztani. Szúrószerszám sorozat (): 0mm; 5mm;,5mm; mm A vizsgálat során a szúrószerszámot egy anyagtól függő erővel a vizsgálanó anyagba nyomjuk és előírt ieig a terhelést fenntartjuk. Az iő lejárta után a terhelést megszüntetjük és az így keletkező lenyomat felszínét meghatározzuk. A szúrószerszám lenyomata egy gömbsüveg, amelynek felszínét. ábra jelöléseit felhasználva az A lenyomat h összefüggéssel lehet meghatározni. A keménység értékét az alkalmazott terhelő erő és a keletkezet lenyomat felszínének hányaosaként számított, mértékegység nélküli mérőszámként értelmezzük. Brinell (HB) keménység meghatározására: HB (.) A h lenyomat.. ábra Brinell keménységmérés elvi vázlata A vizsgálat során nem a benyomóás mélységét szoktuk mérni, mert nehezen lehetne lemérni, illetve nagyon lágy anyagok esetén mérési pontatlanságot okozna, ehelyett a keletkezet lenyomat síkmetszetének átmérőjét mérjük le és ebből számítjuk ki a lenyomat felszínét, illetve a keménység értékét... ábra A benyomóás mélységének és a keletkezet lenyomat síkmetszetének kapcsolata Benyomóás mélysége: h x (.) Készítette: Kecskés Bertalan kecskes.bertalan@gmail.com 0
3 Keménységmérés Az x távolság értéke: x 4 A (.3) összefüggést visszahelyesítve a (.) kifejezésbe: h A (.4) összefüggést a (.) kifejezésbe behelyettesítve: HB A (.4) képletben az erőt az SI mértékegység renszer bevezetése előtt kp-ban, a geometriai méreteket peig mm-ben helyettesítették be és az így kapott mérőszám volt a mértékegysége. Az SI mértékegység renszere való áttérés után az erőt N-ban kellett behelyettesíteni, ami a keménység nagyságrenekben való megváltozását okozta volna. Annak érekében, hogy megőrizzük az ereeti keménység nagyságrenet, bevezették 0,0- es szorzótényezőt a számlálóban. Ennek megfelelően a keménység értékének meghatározásának összefüggése az alábbiakban móosult 0,0 HB kp mm (.3) (.4) (.5) (.6) ahol a terhelőerő N-ban van behelyettesítve, a geometriai jellemzők mm-ben. Ezen változtatásoknak köszönhetően megmarat a régi keménységérték nagyságren, e a móosítások miatt a (.6) összefüggésből kapott mérőszámot mértékegység nélküli mérőszámnak kell tekinteni. A gyakorlati életben a keménység értékének gyorsabb meghatározása érekében táblázat segítségével határozzuk meg a keménység értékét.. Brinell keménységmérés menete A Brinell keménységmérés egyik nagy hátránya, hogy a keménység értékét erősen befolyásolja a vizsgálat paraméterei úgy, mint a szúrószerszám átmérője a terhelőerő és a terhelés iőtartama. A vizsgálat helyes eljárási sorrenje: A szúrószerszám átmérőjének meghatározása a vizsgálanó anyag vastagságának és szélességének figyelembevételével. A terhelőerő megválasztása a szúrószerszám átmérőjének és az anyagának ismeretében. Terhelés iőtartamának meghatározása az alakváltozás követő stabil állapot elérésének igényével. A keletkezet lenyomat átmérőjének ellenőrzése az érvényességi intervallum alapján. A szúrószerszám átmérőjének nagyságát elsősorban a vizsgálanó anyag vastagsága határozza meg. Általános érvényű szabály, hogy a vizsgálanó anyag vastagsága legalább nyolcszorosa a keletkező lenyomat mélységének, illetve Brinell keménységmérés esetén a lenyomat akkor értékelhető, ha az a golyóátmérő 0,5 és 0,5-szöröse közé esik, illetve az új irányelvek szerint 0,4 és 0,6-szorosa is megengehető. Minimális anyagvastagság: v min. 8h (.7) Benyomóás mélysége: h (.8) Készítette: Kecskés Bertalan kecskes.bertalan@gmail.com 0
4 Keménységmérés Keletkező lenyomat érvényességi határ: 0,4 0,6 (.9) Keményebb anyag esetén: Lágyabb anyag esetén: 0,4 0,6 (.0) (.) A (.8) összefüggésbe behelyettesítve a (.0) kifejezést: h0,4 0,4 0,05 (.) A (.8) összefüggésbe behelyettesítve a (.) kifejezést: h0,6 0,6 0, (.3) A (.) összefüggés alapján keményebb anyagok esetében elegenő, illetve a (.3) összefüggésből lágyabb anyagoknál kellene alkalmazni a vizsgálat során. A biztonságra törekeve v min 0, 8 anyagvastagsággal számolunk. 0,4 0,8 anyagvastagság is anyagvastagságot v Minezek alapján az alkalmazható golyó átmérője: max. (.4) 0,8 A (.4) képletből kapott értéktők kisebb szabványos golyóátmérők alkalmazhatok a vizsgálat során... Táblázat Az egyes anyagvastagságokhoz ajánlott golyóátmérő Az anyag vastagsága, v [mm] v 8mm 8mm v 4mm 4mm v mm mm v 0,8mm A vizsgáló golyó átmérője, [mm] 0mm 5mm,5mm mm Ha az anyagvastagság alapján kiválasztottuk a golyó átmérőjét, akkor ellenőrizünk kell a vizsgálanó arab szélességét is, ugyanis nem csak a lenyomattal ellentétes olalon nem lehet látható nyoma a mérésnek, hanem a arab szélein sem tapasztalható semmilyen mértékű kitüremkeés. Általános szabály, hogy vasalapú ötvözetek, réz és ötvözetei esetén a lenyomat középvonala a arab szélétől minimum, könnyűfémek és könnyűfém ötvözetek, illetve lágy anyagok esetén távolságra legyen. Ha a arabon több mérést is végzünk, akkor a lenyomatok középvonala között vasalapú ötvözetek, réz és ötvözetei esetén, könnyűfémek és könnyűfém ötvözetek, illetve lágy anyagok esetén távolságot célszerű tartani, hogy a lenyomatok körül a golyó által okozott felkeményeés ne befolyásolja az újabb mérés ereményét. 6 ( 3 ) 4 ( ),5 (,5 ) 3 (,5 ) Készítette: Kecskés Bertalan kecskes.bertalan@gmail.com 0
5 Keménységmérés Készítette: Kecskés Bertalan kecskes.bertalan@gmail.com 0.3. ábra Lenyomatok távolsága a arab szélétől és egymás között (a., vasalapú ötvöztek, réz és ötvözetei, b., könnyűfémek és könnyűfém ötvözettek, lágy anyagok) A terhelőerő meghatározásához felhasználjuk a már előzetesen kiválasztott golyó átmérőjét, illetve a vizsgálanó anyag minőségét. A terhelőerőt úgy kell megválasztani, hogy a keletkezett lenyomat átmérője a golyóátmérőjének 0,4 és 0,6-szorosa 0,5,5 0 közé essen. A vizsgálatok során elvárás lenne, hogy ugyanazon az anyagon különböző átmérőjű golyók esetén is ugyanazt a keménységet kapjuk. Ez a feltétel akkor teljesülne, ha geometriailag hasonló lenyomatokat, azaz ugyanolyan központi szögű (. ábra) lenyomatot létesítünk. Ugyanaz a keménységérték terhelőerővel és Ø golyóval, illetve terhelőerővel és Ø golyóval: 0,0 0,0 HB (.5) Az.5-ös összefüggés akkor teljesül, ha és átmérőjű lenyomathoz ugyanakkora φ központi szög tartozik. sin (.6) sin 0,0 sin 0,0 sin 0,0 sin 0,0 HB (.7) Elvégezve a lehetséges egyszerűsítéseket: állanó (.8) A terhelőerő meghatározása: k (.9) A.9 összefüggésből látható, hogy a terhelő erő a használt golyó átmérőjének négyzetével arányos, illetve egy anyagra jellemző k állanó segítségével határozható meg.
6 Keménységmérés.4. ábra A keménység és terhelőerő kapcsolata.. Táblázat Ajánlott terhelési tényező különböző anyagokhoz Anyag Terhelési tényező, k [N mm - ] Acélok, nikkelötvözetek, titánötvözeteket, öntöttvas Réz és ötvözetei 309,8N mm 09,8N mm Könnyűfémek és ötvözeteik Sikló csapágyötvözetek Ólom, ón és ötvözeteik, porkohászati gyártmányok 59,8N mm,5 9,8N mm 9,8N mm A terhelést lökés és rezgésmentesen kell közölni a arabbal. A terhelési iő, mint a mérési ereményt befolyásoló paraméter függvénye a vizsgált anyagnak. A vizsgálat során a statikus szakaszban olyan hosszan kell fenntartani a terhelést, hogy értékelhető lenyomatot kapjunk. Keményebb anyagoknál röviiő alatt kialakul az értékelhető lenyomat, mint lágyabb anyagok esetén. Készítette: Kecskés Bertalan kecskes.bertalan@gmail.com 0
7 Keménységmérés.3. Táblázat Ajánlott terhelési iő értékek különböző anyagokhoz A vizsgált anyag Terhelési iő,t [s] Vas alapú ötvözetek, nikkelötvözetek, titánötvözeteket 0 5 Színes és könnyűfémek esetén 30 60 Siklócsapágy ötvözetek, lágyforrasz anyagok, ón, ólom és ötvözeteik esetén 0...80 A keletkezett lenyomat átmérőjét két egymásra merőleges irányban kell lemérni és a két érték számtani közepét kell képezni. (.0) Mivel a keménység értékét a lenyomat átmérőjének segítségével határozzuk meg ezért fontos az értékelhető lenyomat. Ennek érekében a vizsgálanó anyag vizsgált felületét elő kell készíteni. A vizsgált felületnek síknak és a szúró szerszámra merőlegesnek kell lennie. Minél kisebb átmérőjű golyót alkalmazunk annál finomabb felületiérességű felület szükséges, illetve minen nemű szennyezőéstől mentesnek kell lennie.. A vizsgálat ereményeinek szabványos megaása Brinell keménységet HBW-vel jelöljük, ha a vizsgálat során keményfém golyót alkalmaztunk, acél golyó alkalmazása esetén peig a HB, vagy a HBS jelölés alkalmazzuk. A HBW (HB vagy HBS) jelölés elé kerül a keménység értéke, mögé peig a vizsgálat körülményeit jelző számok per jelel elválasztva a következő sorrenben: a vizsgálat során alkalmazott golyó átmérője milliméterben, a terhelőerőt mutató szám, illetve a 0 5 másoperctől eltérő terhelési iő értéke másopercben.. PÉLA: 8HBW0/3000 = a Brinell keménység értéke 8, amelyet 0mm átmérőjű keményfém golyóval, 3000 9,8N os (3000kp) terhelőerővel, 0 5 másoperces terhelési iővel kaptunk.. PÉLA: 38HB,5/3,5/60 = a Brinell keménység értéke 38, amelyet,5mm átmérőjű acél golyóval, 3,5 9,8N os (3,5kp) terhelőerővel, 60± másoperces terhelési iővel kaptunk. A hőmérséklet értékét normál körülmények között 0 és 35ºC hőmérséklet tartományban nem kell jelölni. Ellenőrzött körülmények esetén 3±5 ºC hőmérsékleten kell a mérést végezni..3 Brinell keménységmérés előnyei, hátrányai, alkalmazási területe A keménységmérés előnyei a következőkben foglalhatók össze: a nagyméretű lenyomatnak köszönhetően átlag keménységet a, amely inhomogén anyagok (öntöttvasak) vizsgálatánál kevező, a keménység értéke kismértékű szórást mutat egyugyanazon mérésen belül ezért laboratóriumi mérésekre alkalmas. Az eljárás hátrányai: acél golyós szúrószerszám esetén a keménység értékét maximum 450HB keménységig tujuk meghatározni (a keményfém golyó használatával 650HBW keménységig tunák mérni), a vizsgálat paraméteri befolyásolják a keménység értékét, így csak azonos körülmények között elvégzett mérés ereményei hasonlíthatok össze, vékony kérgek, vékony arabok keménységmérésére nem alkalmas, Készítette: Kecskés Bertalan kecskes.bertalan@gmail.com 0
8 Keménységmérés a vizsgálat előkészítése és maga a mérés iőigényes, a lenyomat méretének lemérése szubjektivitási hibákkal terhelt, korlátozott a vizsgált arab mérete. Brinell keménységmérés öntöttvasak, színesfémek, könnyűfémek, illetve lágyított, vagy normalizált acélok keménység mérésére terjet el. 3. Vickers keménységmérési eljárás A Vickers eljárás szúrószerszáma egy 36-os lapszögű négyzet alapú gyémántgúla. A szúrószerszám anyagának köszönhetően alkalmas keményanyagok keménységmérésére is. Geometriáját úgy alakították ki, hogy a keménység értéke 350HV keménységig számszerűen azonos a Brinell keménységgel, illetve négyzet alapú gúla alak csökkenti a mérési eremény terhelőerőtől való függését. 3.. ábra Vickers keménységmérés szúrószerszám geometriájának származtatása A Vickers keménység értékét a mérés során alkalmazott terhelőerő és a keletkezet lenyomat felszínének hányaosaként képezzük. HV (3.) A lenyomat Készítette: Kecskés Bertalan kecskes.bertalan@gmail.com 0
9 Keménységmérés 3.. ábra Vickers keménységmérés elvi vázlata A szúrószerszám által létrehozott lenyomat felszínének meghatározásához a keletkezet lenyomat síkvetületének (négyzet) átlóját mérjük le. Ennek oka, hogy a lenyomat olalai lágyanyagok esetében kifele nyomonak (horósoik), keményanyagoknál peig befele nyomónak (behorpa) és így nehézkesé teszi a mérését. A mérés során minkét átló hosszát lemérjük és a továbbiakban a hosszak számtani közepével számolunk. A lenyomat felszínének meghatározása: a m a a Alenyomat 4 a m sin 68 sin 68 sin 68 (3.) A gúla olallapjának magassága: a a sin 68 m m sin 68 (3.3) A síkvetület (négyzet) olalhosszának és az átlójának kapcsolata: a a A keménység értékének meghatározása: a HV sin 68 a,8544 A (3.5) képletben az erőt az SI mértékegység renszer bevezetése előtt kp-ban, a geometriai méreteket peig mm-ben helyettesítették be és az így kapott mérőszám volt a mértékegysége. Az SI mértékegység renszere való áttérés után az erőt N-ban kellett behelyettesíteni, ami a keménység nagyságrenekben való megváltozását okozta volna. Annak érekében, hogy megőrizzük az ereeti keménység nagyságrenet, bevezették kp mm (3.4) (3.5) Készítette: Kecskés Bertalan kecskes.bertalan@gmail.com 0
0 Keménységmérés 0,0-es szorzótényezőt a számlálóban. Ennek megfelelően a keménység értékének meghatározásának (3.6) összefüggése az alábbiakban móosult 0,0 HV sin 68 0,89 (3.6) ahol a terhelőerő N-ban van behelyettesítve, a geometriai jellemzők mm-ben. Ezen változtatásoknak köszönhetően megmarat a régi keménység érték nagyságren, e a móosítások miatt az összefüggésből kapott mérőszámot mértékegység nélküli mérőszámnak kell tekinteni. A gyakorlati életben a keménység értékének gyorsabb meghatározása érekében táblázat segítségével határozzuk meg a keménységértékét. A vizsgálat során fontos paramétere a terhelőerő. Megválasztást úgy kell elvégezni, hogy a keletkezet lenyomat mélysége legfeljebb tizee legyen a vizsgált anyag vastagságának. (3.7) A lenyomat mélységének mérése nehézkes ezért célszerű a lenyomat mélységének és átlója közötti kapcsolatot megnézni. v min 0 h Lenyomat mélységének és átlója közötti kapcsolatot: tg68 h h tg68 A síkvetület (négyzet) olalhosszának és az átlójának kapcsolata: a a Anyagvastagság lenyomat átlója közötti kapcsolatot: v min 0 h 0 tg68,43,5 (3.8) (3.9) (3.0) A terhelési iő, mint a mérési ereményt befolyásoló paraméter függvénye a vizsgált anyagnak. A vizsgálat során a statikus szakaszban olyan hosszan kell fenntartani a terhelést, hogy értékelhető lenyomatot kapjunk. Keményebb anyagoknál röviiő alatt kialakul az értékelhető lenyomat, mint lágyabb anyagok esetén. 3.. Táblázat Ajánlott terhelési iő értékek különböző anyagokhoz A vizsgált anyag Terhelési iő,t [s] Vas alapú ötvözetek, nikkelötvözetek, titánötvözeteket 5 5 Színes és könnyűfémek esetén 30 60 Siklócsapágy ötvözetek, lágyforrasz anyagok, ón, ólom és ötvözeteik esetén 0...80 A keletkezett lenyomat két átlóját kell lemérni és a két érték számtaniközepét kell képezni. (3.) A vizsgálat során jelentősége van a lenyomatok arab szélétől és egymás közötti távolságának. A benyomóás hatására a lenyomat közvetlen környezetében lévő térfogat alakváltózik és felkeményeik. Készítette: Kecskés Bertalan kecskes.bertalan@gmail.com 0
Keménységmérés Javasolt értékek a arab szélétől és egymás közötti távolságra: 3.3. ábra A lenyomatok távolsága egymástól és a arab szélétől 3. A keménység értékének szabványos megaása A Vickers keménységet HV jelölik és a keménység értékét a HV jelölés elé írják. A HV jel mögé a vizsgálat körülményeit megaó számértékek kerülnek perjellel elválasztva a következő sorrenben: HV jel után meg kell ani a terhelő erőt kp-ban, a terhelési iőt másopercben, ha 0 5 másoperctől eltér perjellel elválasztva.. PÉLA: 843HV30 = a Vickers keménység értéke 843, amelyet 30 9,8N os (30kp) terhelőerővel, 0 5 másoperces terhelési iővel kaptunk.. PÉLA: 53HV5/0= a Vickers keménység értéke 53, amelyet 5 9,8N os (5kp) terhelőerővel, 0± másoperces terhelési iővel kaptunk. A hőmérséklet értékét normál körülmények között 0 és 35ºC hőmérséklet tartományban nem kell jelölni. Ellenőrzött körülmények esetén 3±5 ºC hőmérsékleten kell a mérést végezni. 3. Vickers keménységmérés előnyei, hátrányai A keménységmérés előnyei a következőkben foglalhatók össze: minen fémes anyag keménységmérésére alkalmas, pontos ereményt a, laboratóriumi mérésekhez alkalmazható, a keménység értéke kisebb mértékben függ a terhelő erőtől, mint Brinell keménységmérésnél, a terhelőerő helyes megválasztásával vékony anyagok, vékony kérgek keménységmérése is megolható (cementált, nitriált, boriált, bevonatolt felületek stb.). Az eljárás hátrányai: a vizsgálat előkészítése és maga a mérés iőigényes, a lenyomat méretének lemérése szubjektivitási hibákkal terhelt, korlátozott a vizsgált arab mérete. Készítette: Kecskés Bertalan kecskes.bertalan@gmail.com 0
Keménységmérés 4. Rockwell keménységmérés Rockwell keménységmérési eljárásoknál a keménység értékére a szúrószerszám benyomóásának mélységéből határozzuk meg. A Rockwell eljárásoknak számtalan típusa létezik, amelyek azonos elven, e különböző paraméterek segítségével széleskörű alkalmazhatóságot tesz lehetővé. A mérés pontosságát alapvetően a benyomóás mélységének mérése befolyásolja. A vizsgált arab felületi egyenetlensége ronthatja a mérés pontosságát ezért minen Rockwell eljárás során első lépésben egy úgynevezett előterhelést alkalmazunk, amelyhatására kismértékű benyomóás alakul ki. Az előterhelés segítségével kapunk egy bázissíkot. Ezt követően egy főterhelést alkalmazunk, amelye által okozott maraó benyomóás mélységét mérjük a bázissíkhoz képest. 4.. ábra Kúppal végzet Rockwell keménységmérés 4.. ábra Golyóval végzet Rockwell keménységmérés A Rockwell keménység értéke közvetlenül nem egyezik meg a benyomóás mélységével, hanem azzal arányos, mert különben: a keménység értéke túl kicsi lenne, lágyabb anyagok keménysége nagyobb lenne, mint a keményebb anyagoké. Ezeket a problémákat úgy oljuk meg, hogy a milliméterben kapott benyomóási mélységet osztjuk az aott eljárásra jellemző Rockwell egységgel (pl. Rockwell C eljárásnál egység 0,00mm benyomóásnak felel meg) és ezt követően kivonjuk szintén az aott eljárásra jellemző értékből (pl. Rockwell C eljárásnál 00-ból). Az így kapott keménység érték már a műszaki gyakorlat számára használható értéket a, azaz tízes nagyságrenű és a keményebb anyagok keménysége nagyobbra aóik, mint a lágyabb anyagoké. Minen Rockwell eljárás Készítette: Kecskés Bertalan kecskes.bertalan@gmail.com 0
3 Keménységmérés nagy előnye, hogy a gyakorlatban egyáltalán nem kell számolni, mivel a keménységmérő gépek mérőórájáról közvetlenül leolvasható a keménység értéke. Mérés menetének leírása: a szúrószerszámot e erővel a vizsgált arabba nyomjuk és nullázzuk a skálát, ráajuk a főterhelést ( f ) és a képlékeny alakváltozás befejezőéséig fenntartjuk, ennek iőtartama anyagtól függ (keményebb anyagoknál 5 másoperc, lágyabb anyagoknál 5 60 0 másoperc), levesszük a főterhelést, amely során a mutató visszamozgása jelzi a rugalmas alakváltozást (az előterhelést továbbra is fenntartjuk) leolvassuk a keménység értékét 4.. Táblázat Rockwell keménység mérési eljárások jellemzői Eljárás Szúrószerszám Előterhelés, e őterhelés, f Képlet HRA HRB HRC HR HRE HR HRG 0º-os csúcsszögű gyémánt kúp,588 /6inch wolframkarbi, vagy ezett acél golyó 0º-os csúcsszögű gyémánt kúp 3,75 / 8inch wolframkarbi, vagy ezett acél golyó,588 /6inch wolframkarbi, vagy ezett acél golyó HRH 3,75/ 8inch HRK HRL HRM wolframkarbi, vagy ezett acél golyó 6,35 / 4inch wolframkarbi, vagy ezett acél golyó 09,8N 0kp 50 9,8N 50kp 90 9,8N 90kp 40 9,8N 40kp 90 9,8N 90kp 90 9,8N 90kp 50 9,8N 50kp 40 9,8N 40kp 50 9,8N 50kp 40 9,8N 40kp 50 9,8N 50kp 90 9,8N 90kp HRP 40 9,8N40kp HRR HRS HRV HRN HRT,7 / inch wolframkarbi, vagy ezett acél golyó 0º-os csúcsszögű gyémánt kúp,588 /6inch wolframkarbi, vagy ezett acél golyó 3,75/ 8inch HRW wolframkarbi, vagy ezett acél golyó 6,35/ 4inch HRX wolframkarbi, vagy ezett acél golyó,7/ inch HRY wolframkarbi, vagy ezett acél golyó 39,8N 3kp 50 9,8N 50kp 90 9,8N 90kp 40 9,8N 40kp 9,8N kp 7 9,8N 7kp 4 9,8N 4kp h3 h 00 0,00 h3 h 30 0,00 h3 h 00 0,00 h3 h 30 0,00 h3 h 00 0,00 Készítette: Kecskés Bertalan kecskes.bertalan@gmail.com 0
4 Keménységmérés 4. Rockwell keménységmérés előnyei, hátrányai, alkalmazási területe A keménység mérés előnyei a következőkben foglalhatók össze: gyors és könnyen elsajátítható mérési eljárás, üzemi körülmények között jól alkalmazható, sorozat mérésekre alkalmas, nem igénnyel különleges felületi előkészítést. Az eljárás hátrányai: kevésbé pontos eljárás, korlátozott a vizsgált arab mérete. 4.. Táblázat Alkalmazási területek Eljárás Alkalmazási terület HRA HRB HRC HR HRE HR HRG HRH Keményfémek és vékony acéllemezek Könnyűfémek és ötvözeteik, színes fémek és ötvözeteik, lágyacélok Ezett acélok, nemesített acélok, temper ötvények, titán Betétben ezett kérgek, perlites temper öntvények Öntött vasak, könnyűfémek és ötvözeteik, színes fémek és ötvözeteik Lágyított rézötvözetek, alumínium ötvözetek oszforbronzok, Berillium, Réz, temper öntvények Alumínium, cink, ólom HRK HRL HRM HRP HRR Siklócsapágy ötvözetek, lágyforrasz anyagok, lágy anyagok vékony vastagságban HRS HRV HRN HRT Ugyanaz, mint a A, C, eljárásoknál csak vékonyabb anyagiknál Ugyanaz, mint a B,, G eljárásoknál csak vékonyabb anyagiknál HRW HRX Nagyon lágy vékony anyagoknál HRY Készítette: Kecskés Bertalan kecskes.bertalan@gmail.com 0
5 Keménységmérés 5. Poli keménységmérés A Poli keménységmérés egy összehasonlító keménységmérési eljárás. A vizsgálat során egy kalapács segítségével inamikus terhelést hozunk létre, amely hatására egyforma nagyságú, e ismeretlen terheléssel nyomjuk a szúró szerszámot a vizsgált arabba és egy ismert keménységű etalonba. A szúrószerszámunk egy üvegkeményre ezett acélgolyó, amelynek átmérője 0mm. Az etalon keménysége Brinnel keménységben van megava. HB HB mb etalon 0,0 0,0 mb etalon etalon Az (5.) összefüggés sorbafejtése és egyszerűsítése után: HB mb HB etalon etalon mb mb etalon mb (5.) (5.) Az (5.) összefüggés alapján meghatározott keménység értéke hasonló pontosságú a Brinell keménységhez. 5.. ábra Poli keménységmérő vázlata Készítette: Kecskés Bertalan kecskes.bertalan@gmail.com 0
6 Keménységmérés Mivel az eljárás során egy aott Brinell keménységű etalonhoz hasonlítunk a kapott ereményt is Brinell keménységként értelmezzük. A mérés során, az etalonon kapott lenyomat átmérője nem halahatja meg a 4,mm és köztük minimum 5mm távolságnak kell lennie. A Poli keménységnek külön jelölése nincs, így a Brinell-vel azonos jelölést használjuk (HB). 5. Poli keménységmérés előnyei, hátrányai, alkalmazási területe A keménységmérés előnyei a következőkben foglalhatók össze: egyszerűen és gyorson elvégezhető a vizsgálat, helyhez kötőt, vagy nagyméretű arabok esetén használható. Az eljárás hátrányai: acél golyós szúrószerszám miatt a keménység értékét maximum 450HB keménységig tujuk meghatározni, a vizsgálat előkészítése iőigényes, a lenyomat méretének lemérése szubjektivitási hibákkal terhelt, vékony kérgek, vékony arabok keménységmérésére nem alkalmas, a lenyomat méretének lemérése szubjektivitási hibákkal terhelt. A vizsgálat elsősorban nagyméretű helyhez kötőt alkatrészek helyszíni méréséhez terjet el (pl. hiak, gépágyak, tartályok, stb.) Készítette: Kecskés Bertalan kecskes.bertalan@gmail.com 0
7 Keménységmérés 6. Shore keménységmérés A Shore keménységmérési eljárás nagy rugalmas eformációt mutató polimerek keménységmérésére használatos. A szúrószerszám ezett acélból készült kúp, csonkakúp, vagy félgömbvégzőésű tű. A keménység értékét a rúgóval terhelt szúrószerszám rugalmas benyomóásának mélységéből határozzuk meg. A keménység értéke forítottan arányos a benyomóás mélységével. A mérés során a keménység értéke közvetlenül leolvasható egy mérőóra segítségével. A keménységmérő munkaarabra való leszorítása után a terhelést 3 másopercig, illetve folyást mutató polimerek esetén hosszabb ieig (pl. 5s) fent kell tartani és a terhelés fenntartása mellett kell a keménység értékét leolvasni. A keménységmérő berenezés célszerű állványba befogva használni, hogy rugó megbízhatóan középpontosan terhelje a vizsgált arabot. 6.. ábra Shore A, B, C, keménységmérés szúrószerszámai Eljárás A B C Maximális rugóterhelés [gramm] 8 4500 6.. Táblázat Shore A, B, C, keménységmérés jellemzői Alkalmazása Lágy vulkanizált gumi, elasztomerek, természetes gumik, neoprén, rugalmas poliésztergyanták, poliakrilészterek, viasz, nemez, bőr; Mérsékelten kemény gumik; Közepesen kemény gumik és műanyagok; Keménygumik, rieg nagykeménységű műanyagok, plexiüveg, polisztirolok, stb. Készítette: Kecskés Bertalan kecskes.bertalan@gmail.com 0